数控编程的内容与方法

1、 数控加工的编程基础数控加工的编程基础 数控加工的编程基础数控加工的编程基础祝大家学习进步！祝大家学习进步！为学须用毕生力攀高贵在少年时愿知识之泉，经书愿知识之泉，经书籍之渠而奔流进你籍之渠而奔流进你的心田！的心田！ 数控加工的编程基础数控加工的编程基础Name: 罗力渊Tel: 3683263813660571366Address：花都区秀全中学花都区秀全中学17栋栋204 数控加工的编程基础数控加工的编程基础1.1 数控加工概述数控加工概述1.2 数控编程的内容与方法数控编程的内容与方法 数控加工的编程基础数控加工的编程基础1.1 1.1 数控加工概述数控加工概述1.1.11.1.1、数控

2、机床的加工特点、数控机床的加工特点 数控机床以其精度高、效率高、能适应小批量多品数控机床以其精度高、效率高、能适应小批量多品种复杂零件的加工等优点，在机械加工中得到日益广泛的种复杂零件的加工等优点，在机械加工中得到日益广泛的应用。概括起来，数控机床的加工有以下几方面的优点。应用。概括起来，数控机床的加工有以下几方面的优点。 （1 1）适应性强。适应性即所谓的柔性，是指数控机）适应性强。适应性即所谓的柔性，是指数控机床随生产对象变化而变化的适应能力。在数控机床上改变床随生产对象变化而变化的适应能力。在数控机床上改变加工零件时，只需重新编制程序，输入新的程序后就能实加工零件时，只需重新编制程序，输

3、入新的程序后就能实现对新的零件的加工；而不需改变机械部分和控制部分的现对新的零件的加工；而不需改变机械部分和控制部分的硬件，且生产过程是自动完成的。这就为复杂结构零件的硬件，且生产过程是自动完成的。这就为复杂结构零件的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的方便。单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的方便。 数控加工的编程基础数控加工的编程基础 （2）精度高，质量稳定。数控机床是按数字形式给）精度高，质量稳定。数控机床是按数字形式给出的指令进行加工的，一般情况下工作过程不需要人工干出的指令进行加工的，一般情况下工作过程不需要人工干预，这就消除了操作者人为产生的误差。在设计制造数控预，这就

4、消除了操作者人为产生的误差。在设计制造数控机床时，采取了许多措施，使数控机床的机械部分达到了机床时，采取了许多措施，使数控机床的机械部分达到了较高的精度和刚度。数控机床工作台的移动当量普遍达到较高的精度和刚度。数控机床工作台的移动当量普遍达到了了0.010.0001mm，而且进给传动链的反向间隙与丝，而且进给传动链的反向间隙与丝杠螺距误差等均可由数控装置进行补偿，高杠螺距误差等均可由数控装置进行补偿，高 档数控机床档数控机床采用光栅尺进行工作台移动的闭环控制。数控机床的加工采用光栅尺进行工作台移动的闭环控制。数控机床的加工精度由过去的精度由过去的0.01 mm提高到提高到0.005mm甚至更高

5、。甚至更高。定位精度九十年代初中期已达到定位精度九十年代初中期已达到0.002mm0.005mm。此外，数控机床的传动系统与机床结构都。此外，数控机床的传动系统与机床结构都具有很高的刚度和热稳定性。通过补偿技术，数控机床可具有很高的刚度和热稳定性。通过补偿技术，数控机床可获得比本身精度更高的加工精度。尤其提高了同一批零件获得比本身精度更高的加工精度。尤其提高了同一批零件生产的一致性，产品合格率高，加工质量稳定。生产的一致性，产品合格率高，加工质量稳定。 数控加工的编程基础数控加工的编程基础 （3）生产效率高。零件加工所需的时间主要包括机）生产效率高。零件加工所需的时间主要包括机动时间和辅助时间

6、两部分。数控机床主轴的转速和进给量动时间和辅助时间两部分。数控机床主轴的转速和进给量的变化范围比普通机床大，因此数控机床每一道工序都可的变化范围比普通机床大，因此数控机床每一道工序都可选用最有利的切削用量。由于数控机床结构刚性好，因此选用最有利的切削用量。由于数控机床结构刚性好，因此允许进行大切削用量的强力切削，这就提高了数控机床的允许进行大切削用量的强力切削，这就提高了数控机床的切削效率，节省了机动时间。数控机床的移动部件空行程切削效率，节省了机动时间。数控机床的移动部件空行程运动速度快，工件装夹时间短，刀具可自动更换，辅助时运动速度快，工件装夹时间短，刀具可自动更换，辅助时间比一般机床大为

7、减少。间比一般机床大为减少。 （4）能实现复杂的运动。普通机床难以实现或无法）能实现复杂的运动。普通机床难以实现或无法实现轨迹为三次以上的曲线或曲面的运动，如螺旋桨、汽实现轨迹为三次以上的曲线或曲面的运动，如螺旋桨、汽轮机叶片之类的空间曲面；而数控机床则可实现几乎是任轮机叶片之类的空间曲面；而数控机床则可实现几乎是任意轨迹的运动和加工任何形状的空间曲面，适应于复杂异意轨迹的运动和加工任何形状的空间曲面，适应于复杂异形零件的加工。形零件的加工。 数控加工的编程基础数控加工的编程基础 （5）良好的经济效益。数控机床虽然设备昂贵，加）良好的经济效益。数控机床虽然设备昂贵，加工时分摊到每个零件上的设备

8、折旧费较高。但在单件、小工时分摊到每个零件上的设备折旧费较高。但在单件、小批量生产的情况下，使用数控机床加工可节省划线工时，批量生产的情况下，使用数控机床加工可节省划线工时，减少调整、加工和检验时间，节省直接生产费用。数控机减少调整、加工和检验时间，节省直接生产费用。数控机床加工零件一般不需制作专用夹具，节省了工艺装备费用。床加工零件一般不需制作专用夹具，节省了工艺装备费用。数控机床加工精度稳定，减少了废品率，使生产成本进一数控机床加工精度稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降。此外，数控机床可实现一机多用，节省厂房面积步下降。此外，数控机床可实现一机多用，节省厂房面积和建厂投资。因此使用数

9、控机床可获得良好的经济效益。和建厂投资。因此使用数控机床可获得良好的经济效益。 （6）有利于生产管理的现代化。数控机床使用数字）有利于生产管理的现代化。数控机床使用数字信息与标准代码处理、传递信息，特别是在数控机床上使信息与标准代码处理、传递信息，特别是在数控机床上使用计算机控制，为计算机辅助设计、制造以及管理一体化用计算机控制，为计算机辅助设计、制造以及管理一体化奠定了基础。奠定了基础。 数控加工的编程基础数控加工的编程基础1.2 数控编程的内容与方法数控编程的内容与方法 数控机床是一种高效的自动化加工设备，它严格按数控机床是一种高效的自动化加工设备，它严格按照加工程序，自动的对被加工工件进

10、行加工。我们把从数照加工程序，自动的对被加工工件进行加工。我们把从数控系统外部输入的直接用于加工的程序称为数控加工程序，控系统外部输入的直接用于加工的程序称为数控加工程序，简称为数控程序，它是机床数控系统的应用软件。与数控简称为数控程序，它是机床数控系统的应用软件。与数控系统应用软件相对应的是数控系统内部的系统软件，系统系统应用软件相对应的是数控系统内部的系统软件，系统软件是用于数控系统工作控制的，它不在本教程的研究范软件是用于数控系统工作控制的，它不在本教程的研究范围内。围内。 数控系统的种类繁多，它们使用的数控程序语言规数控系统的种类繁多，它们使用的数控程序语言规则和格式也不尽相同，本教程

11、以则和格式也不尽相同，本教程以ISO国际标准为主来介绍国际标准为主来介绍加工程序的编制方法。当针对某一台数控机床编制加工程加工程序的编制方法。当针对某一台数控机床编制加工程序时，应该严格按机床编程手册中的规定进行程序编制。序时，应该严格按机床编程手册中的规定进行程序编制。 数控加工的编程基础数控加工的编程基础1.2.1 数控程序编制的概念数控程序编制的概念 在编制数控加工程序前，应首先了解：数控程序编制在编制数控加工程序前，应首先了解：数控程序编制的主要工作内容，程序编制的工作步骤，每一步应遵循的的主要工作内容，程序编制的工作步骤，每一步应遵循的工作原则等，最终才能获得满足要求的数控程序（如图

12、工作原则等，最终才能获得满足要求的数控程序（如图1.1 所示的程序样本）。所示的程序样本）。 O001 N01 G92 X40 Y30 LF N02 G90 G00 X28 T01 S800 M03 LF N03 G01 X-8 Y6 F200 LF N04 X0 Y0 LF N05 X28 Y30 LF N06 G00 X40 LF N07 M02 LF 数控加工的编程基础数控加工的编程基础1.2.2 数控程序编制的定义数控程序编制的定义 编制数控加工程序是使用数控机床的一项重编制数控加工程序是使用数控机床的一项重要技术工作，理想的数控程序不仅应该保证加工要技术工作，理想的数控程序不仅应该保

13、证加工出符合零件图样要求的合格零件，还应该使数控出符合零件图样要求的合格零件，还应该使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，使数机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，使数控机床能安全、可靠、高效的工作。控机床能安全、可靠、高效的工作。1、数控程序编制的内容及步骤、数控程序编制的内容及步骤 数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。如图序的全部工作过程。如图1.2 所示，编程工作主要所示，编程工作主要包括：包括： 数控加工的编程基础数控加工的编程基础 数控加工的编程基础数控加工的编程基础（1）分析零件图样和制定工艺方案）分析零件图样和制定工

14、艺方案 这项工作的内容包括：对零件图样进行分析，这项工作的内容包括：对零件图样进行分析，明确加工的内容和要求；确定加工方案；选择适明确加工的内容和要求；确定加工方案；选择适合的数控机床；选择或设计刀具和夹具；确定合合的数控机床；选择或设计刀具和夹具；确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。这一工理的走刀路线及选择合理的切削用量等。这一工作要求编程人员能够对零件图样的技术特性、几作要求编程人员能够对零件图样的技术特性、几何形状、尺寸及工艺要求进行分析，并结合数控何形状、尺寸及工艺要求进行分析，并结合数控机床使用的基础知识，如数控机床的规格、性能、机床使用的基础知识，如数控机床的规格、性能、数控

15、系统的功能等，确定加工方法和加工路线。数控系统的功能等，确定加工方法和加工路线。 数控加工的编程基础数控加工的编程基础（2）数学处理）数学处理 在确定了工艺方案后，就需要根据零件的几何尺寸、加工路线在确定了工艺方案后，就需要根据零件的几何尺寸、加工路线等，计算刀具中心运动轨迹，以获得刀位数据。数控系统一般均具等，计算刀具中心运动轨迹，以获得刀位数据。数控系统一般均具有直线插补与圆弧插补功能，对于加工由圆弧和直线组成的较简单有直线插补与圆弧插补功能，对于加工由圆弧和直线组成的较简单的平面零件，只需要计算出零件轮廓上相邻几何元素交点或切点的的平面零件，只需要计算出零件轮廓上相邻几何元素交点或切点的

16、坐标值，得出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标值等，就坐标值，得出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标值等，就能满足编程要求。当零件的几何形状与控制系统的插补功能不一致能满足编程要求。当零件的几何形状与控制系统的插补功能不一致时，就需要进行较复杂的数值计算，一般需要使用计算机辅助计算，时，就需要进行较复杂的数值计算，一般需要使用计算机辅助计算，否则难以完成。否则难以完成。（3）编写零件加工程序）编写零件加工程序 在完成上述工艺处理及数值计算工作后，即可编写零件加工程在完成上述工艺处理及数值计算工作后，即可编写零件加工程序。程序编制人员使用数控系统的程序指令，按照规定的程序格式，序。程序编

17、制人员使用数控系统的程序指令，按照规定的程序格式，逐段编写加工程序。程序编制人员应对数控机床的功能、程序指令逐段编写加工程序。程序编制人员应对数控机床的功能、程序指令及代码十分熟悉，才能编写出正确的加工程序。及代码十分熟悉，才能编写出正确的加工程序。 数控加工的编程基础数控加工的编程基础（4）程序检验）程序检验 将编写好的加工程序输入数控系统，就可控制数控机将编写好的加工程序输入数控系统，就可控制数控机床的加工工作。一般在正式加工之前，要对程序进行检验。床的加工工作。一般在正式加工之前，要对程序进行检验。通常可采用机床空运转的方式，来检查机床动作和运动轨通常可采用机床空运转的方式，来检查机床动

18、作和运动轨迹的正确性，以检验程序。在具有图形模拟显示功能的数迹的正确性，以检验程序。在具有图形模拟显示功能的数控机床上，可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削控机床上，可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削过程，对程序进行检查。对于形状复杂和要求高的零件，过程，对程序进行检查。对于形状复杂和要求高的零件，也可采用铝件、塑料或石蜡等易切材料进行试切来检验程也可采用铝件、塑料或石蜡等易切材料进行试切来检验程序。通过检查试件，不仅可确认程序是否正确，还可知道序。通过检查试件，不仅可确认程序是否正确，还可知道加工精度是否符合要求。若能采用与被加工零件材料相同加工精度是否符合要求。若能采用与被加工零

19、件材料相同的材料进行试切，则更能反映实际加工效果，当发现加工的材料进行试切，则更能反映实际加工效果，当发现加工的零件不符合加工技术要求时，可修改程序或采取尺寸补的零件不符合加工技术要求时，可修改程序或采取尺寸补偿等措施。偿等措施。 数控加工的编程基础数控加工的编程基础2、数控程序编制的方法、数控程序编制的方法 数控加工程序的编制方法主要有两种：手工编制程数控加工程序的编制方法主要有两种：手工编制程序和自动编制程序。序和自动编制程序。（1）手工编程）手工编程 手工编程指主要由人工来完成数控编程中各个阶段手工编程指主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作。如图的工作。如图1.3 所示。所示。 数控

20、加工的编程基础数控加工的编程基础 一般对几何形状不太复杂的零件，所需的加一般对几何形状不太复杂的零件，所需的加工程序不长，计算比较简单，用手工编程比较合工程序不长，计算比较简单，用手工编程比较合适。适。 手工编程的特点：耗费时间较长，容易出现手工编程的特点：耗费时间较长，容易出现错误，无法胜任复杂形状零件的编程。据国外资错误，无法胜任复杂形状零件的编程。据国外资料统计，当采用手工编程时，一段程序的编写时料统计，当采用手工编程时，一段程序的编写时间与其在机床上运行加工的实际时间之比，平均间与其在机床上运行加工的实际时间之比，平均约为约为30：1，而数控机床不能开动的原因中有，而数控机床不能开动的

21、原因中有20%30%是由于加工程序编制困难，编程时间是由于加工程序编制困难，编程时间较长。较长。 数控加工的编程基础数控加工的编程基础（2）计算机自动编程）计算机自动编程 自动编程是指在编程过程中，除了分析零件图样和自动编程是指在编程过程中，除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完制定工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完成。成。 采用计算机自动编程时，数学处理、编写程序、检采用计算机自动编程时，数学处理、编写程序、检验程序等工作是由计算机自动完成的，由于计算机可自动验程序等工作是由计算机自动完成的，由于计算机可自动绘制出刀具中心运动轨迹，使编程人员可及时检查程序是绘制出刀具中心运动轨迹，使编程人员可及时检查程序是否正确，需要时可及时修改，以获得正确的程序。又由于否正确，需要时可及时修改